孫代華，閆 瑩

（1.臨淄區(qū)生態(tài)環(huán)境技術(shù)服務(wù)中心，山東 淄博 255400；2.淄博市生態(tài)環(huán)境局經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)分局，山東 淄博 255000）

0 引言

煙氣在線監(jiān)測作為環(huán)境管理的一項重要手段，成為越來越重要的環(huán)境管理耳目，其重要性日益突顯。按照上級生態(tài)環(huán)境部門的要求，重點排污單位主要污染源的污染物排放情況要安裝在線自動監(jiān)測設(shè)備，實施自動監(jiān)控，做到應(yīng)安盡安，應(yīng)聯(lián)盡聯(lián)。臨淄區(qū)作為工業(yè)強(qiáng)區(qū)，行業(yè)類別眾多，重點企業(yè)林立，環(huán)境管理難度大，污染物排放總量大。目前已安裝聯(lián)網(wǎng)煙氣在線監(jiān)測設(shè)備170余臺套，揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC）在線監(jiān)測設(shè)備70余套。在監(jiān)測設(shè)備多、監(jiān)管人員少、監(jiān)管難到位的情況下，為保證煙氣在線監(jiān)測設(shè)備連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，本文主要探討煙氣在線監(jiān)測設(shè)備的非現(xiàn)場檢查，部分替代和減少現(xiàn)場檢查頻次的方法，使其成為現(xiàn)場檢查的輔助手段，既能保證煙氣在線監(jiān)測設(shè)備的正常運(yùn)行，減少人力物力的消耗，又能保證煙氣在線監(jiān)測設(shè)備及時提供污染源排放的有效監(jiān)測數(shù)據(jù)，為環(huán)境管理及污染治理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 煙氣在線監(jiān)測設(shè)備非現(xiàn)場檢查的主要內(nèi)容

非現(xiàn)場檢查主要先熟悉各類監(jiān)測因子及有關(guān)參數(shù)的基本情況和特性，根據(jù)現(xiàn)場檢查時掌握的企業(yè)生產(chǎn)基本情況、污染設(shè)施治理水平，并結(jié)合煙氣在線監(jiān)測設(shè)備的工作原理、基本情況、特性、運(yùn)行狀況，通過環(huán)境自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)平臺，仔細(xì)查看小時值和分鐘值（尤其是分鐘值）數(shù)據(jù)，詳細(xì)了解主要監(jiān)測因子及輔助參數(shù)的實時變化情況，從變化中尋找判斷煙氣在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的異常和超標(biāo)數(shù)據(jù)是設(shè)備故障產(chǎn)生的，還是污染治理設(shè)施運(yùn)行不正常產(chǎn)生的。若煙氣在線監(jiān)測設(shè)備造成的故障和異常數(shù)據(jù)，就會有針對性地要求設(shè)備運(yùn)維人員立即到現(xiàn)場處理修復(fù)；若污染治理設(shè)施故障造成的數(shù)據(jù)超標(biāo)，就會通知企業(yè)及時修復(fù)污染治理設(shè)施，保證污染物達(dá)標(biāo)排放，保證煙氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)是真實、準(zhǔn)確、有效的，始終處于受控狀態(tài)。

1.1 SO2數(shù)據(jù)的查看

煙氣在線監(jiān)測設(shè)備分析查看SO2數(shù)據(jù)方法有非分散紅外法、傅里葉紅外法、紫外差分吸收法等，煙氣脫硫方法主要有石灰石-石膏法、雙堿法、鈉法、鎂法、氨法等。以上脫硫方法技術(shù)比較成熟，效率較高，脫硫后煙氣中真實的SO2濃度可以很低，加之煙氣在線監(jiān)測設(shè)備在低濃度條件下可以存在較大的測量誤差，若SO2濃度偶爾或短時間內(nèi)為零應(yīng)為正常?！豆潭ㄎ廴驹礋煔馀欧胚B續(xù)監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》（HJ 75—2017）規(guī)定，排放濃度小于57 mg/m3時，絕對誤差不超過17 mg/m3[1]，也就是說煙氣中SO2的真實值為17 mg/m3時，煙氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)為零也在誤差范圍內(nèi)；若SO2濃度長期為零、恒值、波動很小的值、負(fù)值等，則可能是煙氣在線監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)問題；若SO2濃度連續(xù)明顯升高或滿量程（有的設(shè)備可超量程顯示），可能是煙氣在線監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)故障，也可能是脫硫設(shè)備出現(xiàn)故障，這要結(jié)合生產(chǎn)情況確定；若生產(chǎn)及治理設(shè)施正常，SO2濃度異常波動高出合理范圍，可能是煙氣在線監(jiān)測設(shè)備故障；若氧量不正常上升、SO2不正常下降，可能是采樣預(yù)處理系統(tǒng)中有漏氣點；當(dāng)煙氣中的CO含量較高時可能干擾非分散紅外法測定SO2，造成數(shù)據(jù)偏高，需要仔細(xì)識別。

1.2 NO X數(shù)據(jù)的查看

NOX數(shù)據(jù)的查看方法有非分散紅外法、傅里葉紅外法、紫外差分吸收法等，煙氣脫硝方法有低氮燃燒、選擇性催化還原法（SCR）、選擇性非催化還原法（SNCR）等。只要濃度在一定范圍內(nèi)波動即可視為正常，具體濃度的高低要結(jié)合生產(chǎn)工藝、爐膛燃燒室的溫度及持續(xù)時間、脫硝方法等進(jìn)行判斷，燃燒溫度越高，持續(xù)時間越長，初始NOX濃度越高。采用SCR脫硝工藝的效率較高，SNCR次之，低氮燃燒技術(shù)效率較低，但以上幾種技術(shù)組合的效率較高。若NOX為零、恒值、波動很小的值、負(fù)值等，可能是煙氣在線監(jiān)測設(shè)備存在問題；若NOX濃度連續(xù)明顯升高或滿量程，可能是煙氣在線監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)故障，也可能是脫硝設(shè)備出現(xiàn)故障，也要結(jié)合生產(chǎn)情況進(jìn)行確定；若NOX濃度高出合理范圍，可能是設(shè)備出現(xiàn)故障[2]。

1.3 顆粒物數(shù)據(jù)的查看

顆粒物數(shù)據(jù)的查看方法主要有β射線法、前向散射法等，除塵方法主要有布袋除塵、靜電除塵、濕電除塵及上述方法的組合。光學(xué)法分析儀可實時測量顆粒物濃度，β射線法20～30 min測定一組數(shù)據(jù)，濃度是該時間段內(nèi)的平均值。若顆粒物數(shù)據(jù)為零、恒值、長期異常偏低，可能是煙氣在線監(jiān)測設(shè)備出現(xiàn)問題；若顆粒物數(shù)據(jù)突然異常升高又恢復(fù)正常、超常規(guī)升高、異常波動、滿量程[2]等，大概率是顆粒物分析儀出現(xiàn)問題，如主板損壞等；若顆粒物數(shù)據(jù)慢慢持續(xù)升高，可能是除塵設(shè)備出現(xiàn)故障；若煙塵監(jiān)測數(shù)據(jù)達(dá)滿量程，可能是光學(xué)法煙塵分析儀鏡面污染；若煙塵分析儀監(jiān)測值超常規(guī)升高，可能是煙塵分析儀光源老化；若煙塵監(jiān)測數(shù)據(jù)異常波動，可能是測量裝置異常振動，或煙塵分析儀光源溫度波動[2]。

1.4 氧氣數(shù)據(jù)的查看

氧氣數(shù)據(jù)的查看方法主要有氧化鋯法、電化學(xué)法等，安裝位置分為現(xiàn)場在位式安裝和非現(xiàn)場安裝，使用中必須保證測量煙氣通過氧分析儀。氧氣是顯示生產(chǎn)狀態(tài)并進(jìn)行排放標(biāo)準(zhǔn)折算的一項重要指標(biāo)，若數(shù)值恒定不變，可能是安裝位置不對，煙氣未通過氧分析儀，也可能是儀器損壞，需要調(diào)整安裝位置或者進(jìn)行維修；若氧分析儀顯示偏高，可能是管道漏氣、爐溫過低、量程電勢偏低、固體電解質(zhì)管產(chǎn)生微小裂縫導(dǎo)致電極部分短路或泄漏、儀器老化等[2]；若氧分析儀顯示偏低，可能是爐溫過高、可燃性氣體太多、量程電勢偏高等。

1.5 流量數(shù)據(jù)的查看

流量數(shù)據(jù)測量方法有S型皮托管法、超聲波法等。流速是一個很重的參數(shù)，測量的準(zhǔn)確性直接決定了污染物排放速率的準(zhǔn)確性。S型皮托管法適用于煙氣流速大于5 m/s的點位，若流速較低只能選擇超聲波等方法，流速決定測量方法，如果流速儀選擇不當(dāng)會產(chǎn)生較大的測量誤差。若流速為零或接近零，說明流速儀出現(xiàn)故障或管路堵塞，或者測量點位選擇不當(dāng)，如煙道直徑太大實際煙氣排放量較少，流速較低由此產(chǎn)生的動靜壓差小，皮托管流速儀測量不出流速；若流速劇烈波動，說明測量點位選擇不當(dāng)，存在明顯湍流，不符合點位應(yīng)設(shè)置在距彎頭、閥門、變徑管等下游方向大于4倍煙道直徑以及距上述部件上游方向大于2倍煙道直徑處的要求[1]；若流速異常偏大或偏小，可能是皮托管堵塞或控制反吹電磁閥漏氣；若流速異常，靜壓值長時間不變或滿量程顯示，可能是靜壓管路積水堵塞；若超聲波存在明顯湍流流速達(dá)最大值，可能是測速儀表面污染或法蘭孔堵塞、積水[2]。

1.6 濕度數(shù)據(jù)的查看

濕度數(shù)據(jù)的測量方法主要有阻容法、干濕球法等。濕度的大小與生產(chǎn)工藝及污染治理方法有關(guān)，主要分為3種情況：①生產(chǎn)過程只是簡單的物理過程如粉碎，此時濕度是空氣濕度與物料中水分蒸發(fā)增加的濕度之和；若物理加工的同時還帶有加熱烘干，這要結(jié)合物料中待烘干水分含量確定。②煙氣帶有濕法處理工藝如濕法脫硫，這時排放煙氣的濕度通常認(rèn)為是飽和的，其大小與濕法處理之前煙氣中水分的含量多少無關(guān)，只與排放煙氣的溫度有關(guān)，其大小就是該溫度下煙氣的飽和含水量。例如，排煙溫度為40℃時濕度約為7%；排煙溫度為50℃時濕度約為12%，排煙溫度為60℃時濕度約為20%[3]。③以氣體為燃料，沒有配備末端脫硫脫硝等治理設(shè)備的加熱爐類，其煙氣濕度的大小主要與燃料氣的含氫量有關(guān)，再結(jié)合排放煙氣中剩余氧含量等計算出濕度的大體范圍。濕度的大小主要依據(jù)以上3條判斷計算，若實際測量數(shù)據(jù)偏離較大，說明濕度計存在問題故障；若濕度值為零或滿量程，可能是傳感器電容腐蝕、探桿腐蝕導(dǎo)致信號線短路或開路；若濕度值漂移大，不穩(wěn)定，可能是傳感器故障[2]。出現(xiàn)以上問題需要查明原因并及時修復(fù)，若放任不管會導(dǎo)致污染物的排放濃度和排放總量數(shù)據(jù)產(chǎn)生偏差。

1.7 溫度數(shù)據(jù)的查看

實際測量排煙溫度多使用PT100鉑熱電阻，PT后的100即表示它在0℃時阻值為100Ω，在100℃時它的阻值約為138.5Ω，它的阻值會隨著溫度的變化而改變，溫度與阻值有一定的對應(yīng)關(guān)系?？梢袁F(xiàn)場測量鉑熱電阻的阻值，再通過查閱PT100鉑電阻分度特性對照表中溫度與阻值的對應(yīng)關(guān)系，或者通過溫度與阻值的計算公式[3]，計算出煙氣的理論溫度，進(jìn)一步驗證實際比對方法測量的溫度，若誤差超出規(guī)范要求范圍，就應(yīng)該查找原因并及時處理。若溫度值為零或滿量程，可能是傳感器損壞、探桿腐蝕導(dǎo)致信號線短路或開路[2]。

1.8 壓力數(shù)據(jù)的查看

壓力數(shù)據(jù)是否異常的判斷相對困難一些，前期要了解掌握清楚企業(yè)的生產(chǎn)狀況、生產(chǎn)負(fù)荷，煙氣流速，排氣筒的高度直徑，監(jiān)測點位在排氣筒上的位置等信息，綜合判斷排放煙氣是正壓還是負(fù)壓及程度。若壓力變化是平穩(wěn)的，基本上是正常的；若壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)異常波動，可能是壓力取樣裝置（或壓力變送器）異常振動；若壓力異常偏大或偏小，可能是壓力取樣管堵塞，或控制反吹電磁閥漏氣[2]。

2 煙氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)在非現(xiàn)場檢查中的具體應(yīng)用

在日常的遠(yuǎn)程監(jiān)控工作中，根據(jù)平臺數(shù)據(jù)的變化趨勢來判斷出異常數(shù)據(jù)和超標(biāo)數(shù)據(jù)的性質(zhì)，并有針對性地進(jìn)行處理，防止出現(xiàn)小時值和日均值超標(biāo)，增加污染物排放量。

2.1 及時發(fā)現(xiàn)在線超標(biāo)數(shù)據(jù)的處理

某煉油企業(yè)常減壓裝置加熱爐煙氣中二氧化硫明顯上升、波動并超標(biāo)，監(jiān)控人員發(fā)現(xiàn)后通過查看分鐘數(shù)據(jù)，分析有關(guān)監(jiān)測因子及輔助參數(shù)的合理關(guān)聯(lián)性，排除煙氣在線監(jiān)測設(shè)備故障，在確認(rèn)煙氣在線監(jiān)測數(shù)據(jù)正常后，及時告知企業(yè)查明超標(biāo)原因。經(jīng)仔細(xì)排查，發(fā)現(xiàn)是加熱爐使用的瓦斯氣脫硫系統(tǒng)出現(xiàn)故障，脫硫液的噴淋量不足，脫硫效率下降，造成瓦斯氣脫硫不達(dá)標(biāo)，使得二氧化硫超標(biāo)8 h，由于及時采取措施未造成日均值超標(biāo)，減少了污染物的排放。2021年9月該裝置也曾發(fā)生過類似問題，由于是在夜間，加之超標(biāo)量大，未及時發(fā)現(xiàn)并處理，造成了日均值超標(biāo)，增加了污染物的排放量，該企業(yè)因此受到了重罰。

2.2 顆粒物突然躍升又恢復(fù)數(shù)據(jù)的處理

在監(jiān)控管理實踐中，多次遇到顆粒物濃度突然規(guī)律或不規(guī)律地上升幾倍甚至十幾倍，但很快又恢復(fù)正常，運(yùn)維人員標(biāo)定設(shè)備的零點和量程，均顯示煙氣在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行正常，此時運(yùn)維人員往往將原因歸結(jié)到除塵設(shè)施出現(xiàn)了故障，放棄了對在下設(shè)備的檢查維護(hù)，企業(yè)會組織維修人員詳細(xì)檢查生產(chǎn)及除塵設(shè)施的運(yùn)行情況，甚至更換為效率更高的布袋除塵器，但這一問題也并未消除。后經(jīng)多方檢查、比對、咨詢，終于查明該問題的主要原因是煙氣在線監(jiān)測設(shè)備長期使用，分析儀主板上的某個或多個元器件損壞，而運(yùn)維人員又很難及時排查，加之部分運(yùn)維公司備品、模塊等儲備不足，無法及時更換維修損壞的備件。后來整體更換了主板，該問題立即迎刃而解。這類問題在多臺設(shè)備上發(fā)生過，如果努力方向不對，只能事倍功半，不能及時解決問題。

2.3 流量劇烈波動數(shù)據(jù)的處理

從監(jiān)控平臺發(fā)現(xiàn)某石化企業(yè)煙氣流量波動大，范圍在幾百到幾萬m3/s，其他參數(shù)正常，經(jīng)運(yùn)營公司工作人員檢查，流量計運(yùn)行正常，懷疑是安裝位置不符合要求，并要求立即整改。經(jīng)運(yùn)維、監(jiān)控、企業(yè)3方現(xiàn)場仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)，在流量計安裝位置上方1 m處有一個隱蔽的蝶閥，用于調(diào)節(jié)煙氣排放量，由于其干擾了煙氣的平穩(wěn)流動，造成流速測量處呈湍流狀態(tài)，嚴(yán)重影響了流速的測量，造成流量明顯波動，調(diào)整測量點位后，流量數(shù)據(jù)平穩(wěn)未出現(xiàn)明顯波動，恢復(fù)了正常。

2.4 流量為零數(shù)據(jù)的處理

某大型煉油企業(yè)由于歷史原因，建有很多直徑很大、高度很高的排氣筒，而實際排放的煙氣量卻很少，造成煙氣流速過低甚至為零。以前安裝的是S型皮托管流速儀，由于煙氣流速明顯低于S型皮托管流速儀使用范圍，測量的煙氣流速顯示為零或在零附近波動，造成煙氣排放數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真，此種情況靠更改測量點位無法解決，只能選擇測量流速更低的超聲波流量計。經(jīng)督促企業(yè)改造，將6根大直徑排氣筒的流速儀由S型皮托管法改為超聲波法后，流量數(shù)據(jù)恢復(fù)了正常，煙氣排放量與實際生產(chǎn)情況相匹配，保證了煙氣在線監(jiān)測設(shè)備提供的污染物排放速率是可信的。

3 結(jié)語

通過仔細(xì)查看環(huán)境自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)平臺，結(jié)合現(xiàn)場檢查時掌握的一手資料，可以及時準(zhǔn)確判斷煙氣在線監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的異常數(shù)據(jù)和超標(biāo)數(shù)據(jù)根據(jù)數(shù)據(jù)種類性質(zhì)，及時分類處理。若煙氣在線監(jiān)測設(shè)備的故障數(shù)據(jù)，應(yīng)增加現(xiàn)場檢查的力度和頻次，責(zé)令企業(yè)及運(yùn)維公司立即查明原因并排除故障，縮短運(yùn)維周期，舉一反三防止類似問題重復(fù)出現(xiàn)，并在監(jiān)測監(jiān)控信息平臺及時合理標(biāo)識說明異常數(shù)據(jù)；若生產(chǎn)工藝和治理設(shè)施出現(xiàn)問題，則對企業(yè)發(fā)出嚴(yán)厲警告甚至處罰，要求其加強(qiáng)污染治理設(shè)施的運(yùn)行、維護(hù)、管理，提升污染治理水平，保證污染物達(dá)標(biāo)排放，全面改善環(huán)境空氣質(zhì)量。通過自動監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)平臺的非現(xiàn)場遠(yuǎn)程檢查，可以相對準(zhǔn)確快速地發(fā)現(xiàn)煙氣在線監(jiān)測設(shè)備現(xiàn)場運(yùn)行的狀況，大幅減少現(xiàn)場檢查的頻次和時間，減少監(jiān)察人員和車輛的無謂消耗，將精力和工作重點放到更需要的地方，更好地服務(wù)于綠色低碳的工作和生活。